Сегодня 02 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные научились изменять проводимость транзисторов с электронной на дырочную и обратно «на лету»

Исследователи из Венского технологического университета (TU Wien) представили набор базовых логических схем на реконфигурируемых транзисторах (RFET). Проводимость транзисторов RFET можно менять в любое время, что открывает путь к адаптивной логике вплоть до тонкой подстройки самообучающихся процессоров.

 Источник изображения: TU Wien

Источник изображения: TU Wien

Учёные из Австрии разработали базовый подход к созданию RFET ещё три года назад. Сегодня они впервые показали, что транзисторы с изменяемой проводимостью могут работать в составе базовых логических схем, и их логика может меняться по команде.

Сегодня проводимость транзисторов — электронная или дырочная — закладывается в процессе обработки кремниевых пластин на этапе легирования. Это химико-физическое внесение тех или иных примесей в транзисторные каналы, которые делают их либо избыточно насыщенными электронами, либо электронными вакансиями — дырками. Тем самым в канале транзистора будет движение электронов или дырок, что предопределит его работу в составе электронной схемы. Представьте на минуту, что мы получаем возможность на лету поменять проводимость транзисторов. Очевидно, что схема начнёт работать по-иному.

Исследователи из Венского технологического университета предложили метод электростатического легирования. Изначально транзисторные каналы создаются нейтральными, но затем к ним может быть приложено электромагнитное поле, которое в зависимости от полярности насытит канал либо электронами, либо дырками. Для этого достаточно разместить над каналом транзисторов RFET один дополнительный электрод — его учёные назвали «программным вентилем». Правильная команда на все программные вентили перестроит транзисторы и всю логику чипа, если каждый из её транзисторов будет реконфигурируемым.

«В наших реконфигурируемых устройствах [с нелегированными полупроводниковыми каналами] мы добавляем дополнительные электроды, так называемый ”программный вентиль" поверх каждого перехода металл-полупроводник, чтобы отфильтровывать нежелательный тип носителей заряда, — поясняют разработчики из TU Wien. — При помощи второго электрода поверх полупроводникового канала, так называемого "управляющего затвора", протеканием тока через устройство управляют для включения и выключения транзистора (как в классических МОП-транзисторах)».

Учёные отдают себе отчёт, что транзистор RFET не может быть таким же маленьким, как обычный полевой транзистор. Как минимум этого не позволит дополнительный электрод в его составе. В то же время с учётом оптимизации работы логики за счёт RFET общее количество транзисторов в микросхеме может быть меньше, чем в случае универсального решения на обычных транзисторах. Наконец, реконфигурировать можно не весь процессор, а только отдельные его элементы, ответственные за какие-то специфические и непостоянные функции. В любом случае, оптимизированный чип будет меньше греться и быстрее считать.

«Наши реконфигурируемые транзисторы позволяют реконфигурировать блоки передачи информации на фундаментальном уровне, а не заниматься её передачей в стационарные функциональные блоки, — пояснил профессор факультета твердотельной электроники в Венском техническом университете Уолтер М. Вебер (Walter M. Weber). — Это означает, что природа нашего подхода является весьма перспективной для реконфигурируемых вычислений и приложений искусственного интеллекта».

Очевидно, что RFET не заменят обычные транзисторы в подавляющем большинстве решений, но в отдельных случаях изобретение может помочь в создании более передовых и функционально насыщенных чипов. В конечном итоге можно выпускать базовые «обезличенные» наборы логических схем, цепи которых будут создаваться потом по мере необходимости и в соответствии с решаемыми задачами.

Реконфигурируемые транзисторы открывают возможности для решений аппаратной безопасности, новых приложений в аналоговых схемах и достижений в области нейроморфных вычислений, делая возможным даже производство самообучающихся и адаптивных решений.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
В Android теперь можно изменять RCS-сообщения, присланные с iPhone 25 мин.
В Threads появились собственные личные сообщения — без перехода в Instagram 7 ч.
Одной из двух замороженных игр People Can Fly была Outriders 2 — подробности отменённого сиквела 8 ч.
Telegram добавил списки задач и посты от подписчиков — на последних можно зарабатывать 8 ч.
Bloomberg раскрыл список «очень состоятельных» претендентов на покупку TikTok в США 9 ч.
Rockstar вспомнила о Red Dead Online — для мультиплеерного боевика вышло первое за долгое время крупное обновление 9 ч.
Психологический хоррор Dead Take сотрёт границу между кино и играми — в главных ролях оказались звёзды Baldur’s Gate 3 и Clair Obscur: Expedition 33 12 ч.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой GeForce RTX 5050 12 ч.
System Shock 2: 25th Anniversary Remaster получила новую дату выхода на PlayStation, Xbox и Nintendo Switch 13 ч.
Разработчик конфиденциальных сервисов Proton решил засудить Apple за недобросовестную конкуренцию 13 ч.
SpaceX увеличила темпы утилизации спутников Starlink — учёные предупреждают о рисках 22 мин.
Федеральный суд в США отказался снять обвинения с Huawei в нарушении санкций 2 ч.
Задняя панель Nothing Phone 3 стала больше похожа на экран смартфона 3 ч.
Новая статья: Обзор смартфона HONOR 400 Pro: настоящая уличная магия 5 ч.
Apple оштрафовали на $110 млн за незаконное использование технологии связи 20-летней давности 6 ч.
Новая статья: Обзор системного блока Bloody BD-PC CZ79C3: главное — настрой! 7 ч.
Apple обвинила экс-инженера Vision Pro в краже тысяч секретных файлов перед переходом к конкуренту 8 ч.
Отечественный квантовый процессор с наибольшим числом кубитов прошёл испытания и готов к масштабированию 9 ч.
Nothing представила накладные наушники Headphone (1) — аналоговое управление, звук KEF и автономность до 80 часов за €299 10 ч.
Marshall представила портативную колонку Middleton II с автономностью до 30 часов и LE Audio — она работает даже под водой 11 ч.